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麻多高寒湿地冻结过程中土壤热通量变化特征分析

发布时间:2024-05-14 06:07
  准确量化高寒湿地下垫面冻结过程中土壤热通量的变化特征,对认识高寒湿地—大气间水热交换过程有重要的科学意义。本文利用中国科学院麻多气候与环境综合观测站2014年5月至2015年5月的观测资料,分析了下垫面冻结过程中土壤热通量变化特征,探讨了冻结潜热对土壤热通量的贡献。基于温度积分计算土壤热通量的算法,指出在计算冻结过程中的土壤热通量时,需要同时考虑土壤热通量板以上的土壤热贮存及热通量板以上的冻结潜热。研究表明:(1)冻结锋面形成后,锋面所在深度土壤体积含水量迅速降低,锋面以下土壤热通量接近于零,土壤液态水开始冻结,冻结潜热向上穿过热通量板所在土壤层;降水下渗土壤后冻结所释放的潜热能使次日凌晨5 cm深度土壤热通量接近于零。(2)季节性冻结期,凌晨气温较高时穿过5 cm土壤层的向上土壤热通量很小,可能是由表层土壤发生了日冻融循环所致。土壤水释放的冻结潜热使土壤温度波动减弱并维持在冰点附近。高寒湿地下垫面仅在很浅的表层发生日冻融循环,无法通过5 cm土壤温度资料判断下垫面循环出现日期。(3)加入冻结潜热项,土壤热通量的计算值与实测值之间的均方根误差将会从11.5 W m-2

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【部分图文】:

图1中国科学院麻多黄河源气候与环境综合观测站地理位置Fig.1LocationoftheMaduoclimateandenvironmentcomprehensiveobservatoryoftheChineseAcademyofSciences

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中土壤热通量变化特征分析LIGuangweietal.AnalysisoftheCharacteristicsofSoilHeatFluxintheFreezingProcessofAlpineWetlandat...土壤热通量计算方法;(3)揭示高寒湿地下垫面季节性冻结过程中冻....


图2三层观测数据所代表的土壤厚度示意图Fig.2Schematicdiagramofsoilthicknessrepresentedbydata

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G(z)=G(Zref)+∫zZrefρscsT(z)tdz+∫zZrefρwLfθwtdz.(8)为了检验公式(8)的适用性,利用20cm深度的土壤热通量和5cm、10cm和20cm三个深度的土壤温度、体积含水量的观测数据,采用公式(8)计算5cm深度土壤热通量,并与实测进行比....


图42014年10月15日至11月20日高寒湿地下垫面20cm深度土壤热通量与体积含水量变化过程Fig.4Thevariationsofsoilheatfluxesandvolumeliquidwatercontentsatadepthof20cminthealpinewetlandfrom15Octoberto20November2014

图42014年10月15日至11月20日高寒湿地下垫面20cm深度土壤热通量与体积含水量变化过程Fig.4Thevariationsofsoilheatfluxesandvolumeliquidwatercontentsatadepthof20cminthealpinewetlandfrom15Octoberto20November2014

43卷Vol.43大气科学ChineseJournalofAtmosphericSciences从图6的向下短波辐射和反照率资料可以看出,受降水和云的影响,10月27日向下短波辐射较小,而且28日上午反照率较大,下午恢复正常。从地面温度和气温的变化曲线可以看出:白天受太阳辐射加热....


图52014年10月15日至11月20日高寒湿地下垫面5cm土壤热通量与降水强度变化过程Fig.5Thevariationsofsoilheatfluxesandprecipitationintensityatadepthof20cminthealpinewetlandfrom15Octoberto20November2014

图52014年10月15日至11月20日高寒湿地下垫面5cm土壤热通量与降水强度变化过程Fig.5Thevariationsofsoilheatfluxesandprecipitationintensityatadepthof20cminthealpinewetlandfrom15Octoberto20November2014

43卷Vol.43大气科学ChineseJournalofAtmosphericSciences从图6的向下短波辐射和反照率资料可以看出,受降水和云的影响,10月27日向下短波辐射较小,而且28日上午反照率较大,下午恢复正常。从地面温度和气温的变化曲线可以看出:白天受太阳辐射加热....



本文编号:3973295

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